JPH034438A - High pressure sodium lamp and manufacture thereof - Google Patents
High pressure sodium lamp and manufacture thereofInfo
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Landscapes
- Formation Of Various Coating Films On Cathode Ray Tubes And Lamps (AREA)
- Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、高圧ナトリウムランプ及びその製造方法に
関し、特に透光性アルミナ製の発光管とニオビウム製導
電法との封着部の構成及びその製造方法に関するもので
ある。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a high-pressure sodium lamp and a method for manufacturing the same, and in particular to the structure of the sealing part between a light-transmitting alumina arc tube and a niobium conductive method, and its manufacturing method. This relates to a manufacturing method.
近年、ランプ動作時の発光管内におけるナトリラムの蒸
気圧を高めることによって、発光スペクトルを可視全域
に広げて演色性を、Ｒａ−８０〜９０程度に改善した、
いわゆる高演色形高圧すトリウムランプが屋内照明用と
して普及しつつある。In recent years, by increasing the vapor pressure of natrilum in the arc tube during lamp operation, the emission spectrum has been expanded to the entire visible range and the color rendering has been improved to about Ra-80 to 90.
So-called high color rendering type high pressure thorium lamps are becoming popular for indoor lighting.
この種の高演色形高圧ナトリウムランプは、発光管内の
ナトリウムの蒸気圧を高めるために発光管端部を保温す
るように構成している。第３図は、かかる保温構成を施
した従来の高演色形高圧ナトリウムランプの発光管の端
部構造の一構成例を示す断面図である。図において、ｌ
は透光性アルミナからなるパイプで、該バイブ１の端部
には同じくアルミナからなるディスク２が嵌め込まれて
いる。またディスク２の中心部には穴部３が形成されて
いて、該穴部３には導電体４が貫通して配置されている
。導電体４は、一般にアルミナディスク２と熱膨張係数
が近領し、且つ耐ナトリウム性の金属としてニオビウム
からなる管又は棒で形成されており、その先端にはエミ
フタを被着した電極５が固着されている。This type of high color rendering type high pressure sodium lamp is constructed to keep the end of the arc tube warm in order to increase the vapor pressure of sodium within the arc tube. FIG. 3 is a sectional view showing an example of the end structure of the arc tube of a conventional high color rendering type high pressure sodium lamp having such a heat retention structure. In the figure, l
is a pipe made of translucent alumina, and a disk 2 also made of alumina is fitted into the end of the vibrator 1. Further, a hole 3 is formed in the center of the disk 2, and a conductor 4 is disposed to pass through the hole 3. The conductor 4 is generally formed of a tube or rod made of niobium, which is a sodium-resistant metal with a coefficient of thermal expansion close to that of the alumina disk 2, and an electrode 5 having an emifter attached thereto is fixed to its tip. has been done.
そして導電体４とディスク２、及びパイプ１とディスク
２とは、例えば酸化アルミニウム、酸化カルシウム、酸
化ストロンチウム、酸化イツトリウムなどからなるフリ
ッ）６を、約１４５０”Ｃに加熱して気密に封着されて
発光管７が構成されている。The conductor 4 and the disk 2, and the pipe 1 and the disk 2, are hermetically sealed by heating a frit 6 made of aluminum oxide, calcium oxide, strontium oxide, yttrium oxide, etc. to about 1450"C. A light emitting tube 7 is constructed.
そしてこのように構成された発光管７の端部には、耐熱
性金属又は耐熱性セラミックからなる保温体８が配置さ
れている。A heat insulator 8 made of a heat-resistant metal or a heat-resistant ceramic is disposed at the end of the arc tube 7 configured in this manner.
このように、発光管端部を保温するように構成された高
演色形高圧ナトリウムランプは、通常の保温構成をとら
ない高圧ナトリウムランプに比べて発光管端部の温度が
高くなるようになっている。In this way, high color rendering type high pressure sodium lamps configured to keep the end of the arc tube warm have a higher temperature at the end of the arc tube than high pressure sodium lamps that do not have a normal heat retention configuration. There is.
したがって透光性アルミナバイブとディスクとの間及び
ディスクに貫通ずる導電体とディスクとの間のフリット
による気密封着性の強化が要請され、時にはナトリウム
のリークが発生するという問題点があった。Therefore, it is necessary to strengthen the airtight sealing between the translucent alumina vibe and the disk and between the electric conductor passing through the disk and the disk, which sometimes causes the problem of sodium leakage.
そこで発光管外へナトリウムがリークした高演色形ラン
プの発光管端部を調査９分析した結果、リーク現象は次
に述べる状態で発生していることが判明した。すなわち
、第４図及び第５図は、第３図においてＡ及びＢで示す
部分、すなわちバイブ１とディスク２との間の封着部分
及びディスク２と導電体４との間の封着部分の拡大断面
を示す図で、９はフリット６の結晶相、１０は同しく非
晶質相を示しているが、ナトリウムのリークは、第５図
に示した導電体４とディスク２との間に介在するフリッ
ト６の、導電体４側に形成されている非晶質相１０と導
電体４との境界を通してナトリウムが物理的に拡散する
ことによって発生していることが判明した。As a result of an investigation and analysis of the end of the arc tube of a high color rendering lamp in which sodium leaked out of the arc tube, it was found that the leak phenomenon occurred under the following conditions. That is, FIGS. 4 and 5 show the parts indicated by A and B in FIG. In the enlarged cross-sectional view, 9 indicates the crystal phase of the frit 6, and 10 indicates the amorphous phase.The leakage of sodium occurs between the conductor 4 and the disk 2 shown in FIG. It has been found that this occurs due to physical diffusion of sodium through the boundary between the conductor 4 and the amorphous phase 10 formed on the conductor 4 side of the intervening frit 6.
このような発光管におけるナトリウムのリークは、発光
管内のアマルガム比の変化を来たし、高演色形高圧ナト
リウムランプでは最も重要な色特性及び電気特性を変化
させ、更にはランプの短寿命を招くものである。また一
般の高圧ナトリウムランプにおいても、発光管における
ナトリウムのリークの問題があり、そのリークは効率の
低下及び電気的特性の変化を来たし、更には同様にラン
プの短寿命を招くものである。Such leakage of sodium in the arc tube causes a change in the amalgam ratio within the arc tube, which changes the most important color and electrical characteristics in a high color rendering type high pressure sodium lamp, and further shortens the life of the lamp. be. In addition, general high-pressure sodium lamps also have the problem of sodium leakage in the arc tube, which causes a decrease in efficiency and changes in electrical characteristics, and also shortens the life of the lamp.
本発明は、従来の高演色形高圧ナトリウムランプ及び一
般の高圧ナトリウムランプにおける上記問題点を解消す
るためになされたもので、発光管端部と導電体との間の
封着フリットの発光管外側表面へのナトリウムの拡散を
阻止し、発光管外へのナトリウムのリークを防止できる
ようにした高圧すｌ・リウムランブ及びその製造方法を
堤供することを目的とする。The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems in conventional high color rendering type high pressure sodium lamps and general high pressure sodium lamps. The object of the present invention is to provide a high-pressure sulfur/lium lamp that can prevent the diffusion of sodium to the surface and the leakage of sodium to the outside of the arc tube, and a method for manufacturing the same.
〔課題を解決するための手段及び作用〕」二記問題点を
解決するため、本発明は、透光性アルミナ発光管の端部
に形成した穴部に、先端に電極を有するニオビウム製導
電法が挿入され、該導電体は少なくとも酸化アルミニウ
ム及び酸化カルシウムを含むフリットを介して前記発光
管の穴部に封着されており、且つ該発光管の内部にすト
リウム、水銀及び不活性ガスを封入した高圧ナトリウム
ランプにおいて、前記導電体と発光管穴部との封着フリ
ットの発光管外側表面に高融点酸化物被膜を形成するも
のである。[Means and effects for solving the problems] In order to solve the problems described in item 2, the present invention provides a niobium conductive method having an electrode at the tip in a hole formed at the end of a translucent alumina arc tube. is inserted, the conductor is sealed in the hole of the arc tube via a frit containing at least aluminum oxide and calcium oxide, and the interior of the arc tube is filled with thorium, mercury, and an inert gas. In the high-pressure sodium lamp, a high melting point oxide film is formed on the outer surface of the arc tube of the sealing frit between the conductor and the arc tube hole.
このように封着フリッＩ・の発光管外側表面に高融点酸
化物被膜を形成することにより、封着フリット中の非晶
質相部分を通してのナトリウムの拡散、透過は、フリッ
ト外側表面に形成された高融点酸化物被膜部分で停止さ
せられる。したがって封着フリット中へのナトリウムの
拡散、透過により封着フリット中のナトリウム濃度は徐
々に増加して飽和状態になり、その時点でナトリウムの
拡散、透過によるナトリウムロスは停止する。これによ
りナトリウムロスによる光束低下、ランプ電圧の上昇に
よる立ち消えや、色温度、Ｒａの変化が生ぜず長寿命の
高圧ナトリウムランプが得られる。By forming a high melting point oxide film on the outer surface of the arc tube of the sealing frit I in this way, the diffusion and permeation of sodium through the amorphous phase portion of the sealing frit is prevented. It is stopped at the high melting point oxide coating. Therefore, due to the diffusion and permeation of sodium into the sealing frit, the sodium concentration in the sealing frit gradually increases and reaches a saturated state, at which point the sodium loss due to sodium diffusion and permeation stops. As a result, a high-pressure sodium lamp with a long life can be obtained without a decrease in luminous flux due to sodium loss, no extinguishment due to an increase in lamp voltage, and no change in color temperature or Ra.
また本発明における上記封着フリット外側表面に形成す
る高融点酸化物被膜は、封着フリットの外側表面に金属
アルコキシド液を塗布し乾燥したのち、不活性ガス雰囲
気中で加熱焼結することによって形成するものである。In addition, the high melting point oxide film formed on the outer surface of the sealing frit in the present invention is formed by applying a metal alkoxide liquid to the outer surface of the sealing frit, drying it, and then heating and sintering it in an inert gas atmosphere. It is something to do.
このような製造方法を用いることにより、剥離が生じな
い強固な高融点酸化物被膜を容易に形成することができ
る。By using such a manufacturing method, a strong high melting point oxide film that does not peel off can be easily formed.
以下実施例について説明する。第１図は、本発明に係る
高圧ナトリウムランプの一実施例の主要部である発光管
端部の構成を示す断面図で、第２図は、第１図において
Ｃで示す部分の拡大断面図であり、第３図〜第５図に示
した従来のものと同一の構成部分には同一符号を付して
、その説明を省略する０本発明においては、先端に電極
５を固着したニオビウム製導電法４を、発光管７の端部
のアルミナディスク２の穴部３に挿入し、該導電体４を
少なくとも酸化アルミニウム及び酸化カルシウムを含む
フリット６を介して前記アルミナディスク２の穴部３に
封着したのち、該導電体４とアルミナディスク２との間
に介在させた封着フリット６の発光管外側表面に、高融
点酸化物、例えば酸化アルミニウムの被膜１１を形成す
るものである。Examples will be described below. FIG. 1 is a sectional view showing the configuration of the arc tube end, which is the main part of an embodiment of the high-pressure sodium lamp according to the present invention, and FIG. 2 is an enlarged sectional view of the portion indicated by C in FIG. 1. Components that are the same as the conventional ones shown in FIGS. 3 to 5 are given the same reference numerals, and their explanations are omitted. A conductor 4 is inserted into the hole 3 of the alumina disk 2 at the end of the arc tube 7, and the conductor 4 is inserted into the hole 3 of the alumina disk 2 through the frit 6 containing at least aluminum oxide and calcium oxide. After sealing, a coating 11 of a high melting point oxide such as aluminum oxide is formed on the outer surface of the arc tube of the sealing frit 6 interposed between the conductor 4 and the alumina disk 2.
この封着フリット６の発光管外側表面上に形成される高
融点酸化物の被膜１１は、例えばアルミニウムアルコキ
シド液のような金属アルコキシド液を塗布し、空気中で
加水分解したのち、加熱焼成して形成される。The high melting point oxide film 11 formed on the outer surface of the arc tube of the sealing frit 6 is formed by applying a metal alkoxide liquid such as an aluminum alkoxide liquid, hydrolyzing it in air, and then heating and baking it. It is formed.
この製法を用いて高融点酸化物被膜を形成する場合は、
まず封着フリットの発光管外側表面に塗布された金属ア
ルコキシド液は空気中に含まれる水分を吸着して加水分
解反応を起こし、酸化物のガラス相が形成されるが、こ
のガラス相中には炭素を含むアルキル基が含まれている
０次いでこのアルキル基を除去するためと、酸化物被膜
を結晶化させるために、アルゴンガス雰囲気中において
約５００°Ｃ以上の温度で加熱焼成する。この工程を数
回繰り返すことにより複数層からなる強固な高融点酸化
物被膜が形成される。When forming a high melting point oxide film using this manufacturing method,
First, the metal alkoxide liquid applied to the outer surface of the arc tube of the sealing frit adsorbs moisture contained in the air and causes a hydrolysis reaction, forming an oxide glass phase. The oxide containing an alkyl group containing carbon is then heated and fired at a temperature of about 500° C. or higher in an argon gas atmosphere to remove the alkyl group and to crystallize the oxide film. By repeating this process several times, a strong high melting point oxide film consisting of multiple layers is formed.
このように封着フリット６の外側表面に酸化アルミニウ
ム被膜のような高融点酸化物被膜１１が形成されると、
封着フリット中の非晶質相部分を通して拡散、透過して
くるナトリウムは、高融点酸化物被膜１１に達すると、
その拡散、透過は阻止される。したがって封着フリット
中の非晶質相部分を通して拡散、透過して（るナトリウ
ムのフリ７ト中の濃度は徐々に増加し飽和するため、拡
散透過によるナトリウムロスは停止し、ナトリウムの発
光管外へのリークは有効に防止される。When a high melting point oxide film 11 such as an aluminum oxide film is formed on the outer surface of the sealing frit 6 in this way,
When the sodium that diffuses and permeates through the amorphous phase portion of the sealing frit reaches the high melting point oxide coating 11,
Its diffusion and permeation are prevented. Therefore, the concentration of sodium in the frit that diffuses and permeates through the amorphous phase portion of the sealing frit gradually increases and reaches saturation, so that the loss of sodium due to diffusion and permeation stops, and sodium is removed from the arc tube. leakage is effectively prevented.
上記実施例では、高融点酸化物被膜の形成方法として、
金属アルコキシド液の塗布、加水分解及び加熱焼成によ
り形成する方法を示したが、要するにこの高融点酸化物
被膜は、少なくともニオビウム製導電法とアルミナディ
スクとの間に介在し発光管外部に露出しているフリット
の表面に形成されておればよいので、すなわちフリット
に連接しているアルミナディスク２やニオビウム製導電
法の表面に亘って形成されても差し支えないので、この
高融点酸化物被膜は金属酸化物のスパッタリングや真空
蒸着法等の他の手段を用いて形成することもでき、同様
な作用効果が得られる。In the above example, the method for forming the high melting point oxide film is as follows:
A method of forming the film by applying a metal alkoxide liquid, hydrolyzing it, and heating and baking it has been shown, but in short, this high melting point oxide film is interposed at least between the niobium conductive layer and the alumina disk and is not exposed outside the arc tube. This high melting point oxide film can be formed on the surface of the frit that is connected to the frit, or may be formed over the surface of the alumina disk 2 or the niobium conductive film that is connected to the frit. It can also be formed using other means such as material sputtering or vacuum evaporation, and similar effects can be obtained.
また上記実施例では、アルミナバイブ１とアルミナディ
スク２からなる発光管に本発明を適用したものを示した
が、本発明は、アルミナパイプとアルミナディスクとが
一体になっているモノリシックタイプの発光管における
導電体の封着部にも勿論適用できるものである。Further, in the above embodiment, the present invention was applied to an arc tube consisting of an alumina vibrator 1 and an alumina disk 2, but the present invention applies to a monolithic type arc tube in which an alumina pipe and an alumina disk are integrated. Of course, the present invention can also be applied to a sealed portion of a conductor.
以上実施例に基づいて説明したように、本発明によれば
、透光性アルミナ発光管の端部の穴部に導電体を封着し
たフリットの発光管夕（側表面にナトリウムの物理的拡
散を阻止する高融点酸化物被膜が形成されているので、
フリット中の非晶質相部分を通してのナトリウムの拡散
、透過をフリットの表面部分で停止させることができ、
発光管外へのナトリウムのリークを有効に防止すること
ができる。したがって電気特性の変化が少なく、長寿命
の高圧ナトリウムランプが得られる。As described above based on the embodiments, according to the present invention, a frit arc tube tube (with physical diffusion of sodium on the side surface) in which a conductor is sealed in the hole at the end of a translucent alumina arc tube. A high melting point oxide film is formed to prevent
Diffusion and permeation of sodium through the amorphous phase portion in the frit can be stopped at the surface portion of the frit,
Leakage of sodium to the outside of the arc tube can be effectively prevented. Therefore, a high-pressure sodium lamp with a long life and little change in electrical characteristics can be obtained.
第１図は、本発明に係る高圧すトリウムランプの一実施
例の発光管端部の構成を示す断面図、第２図は、第１図
においてＣで示す導電体とディスクとを封着したフリッ
トの発光管外側表面部分の拡大断面図、第３図は、従来
の高圧ナトリウムランプの発光管端部の構成を示す断面
図、第４図は、第３図においてＡで示すバイブとディス
クとの境界部分の構成を拡大して示す概略図、第５図は
、第３図においてＢで示すディスクと導電体との境界部
分の構成を拡大して示す概略図である。
図において、１はアルミナパイプ、２はアルミナディス
ク、３は穴部、４はニオビウム型導電体、５は電極、６
はフリット、８は保温体、９は結晶相、１０は非晶質相
、１１は高融点酸化物被膜を示す。FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of the arc tube end of an embodiment of the high-pressure thorium lamp according to the present invention, and FIG. FIG. 3 is an enlarged sectional view of the outer surface of the arc tube of the frit. FIG. 3 is a sectional view showing the configuration of the end of the arc tube of a conventional high-pressure sodium lamp. FIG. FIG. 5 is a schematic diagram showing an enlarged structure of the boundary portion between the disk and the conductor, which is indicated by B in FIG. 3. In the figure, 1 is an alumina pipe, 2 is an alumina disk, 3 is a hole, 4 is a niobium conductor, 5 is an electrode, and 6
8 is a frit, 8 is a heat insulator, 9 is a crystal phase, 10 is an amorphous phase, and 11 is a high melting point oxide film.
Claims (1)
端に電極を有するニオビウム製導電法が挿入され、該導
電体は少なくとも酸化アルミニウム及び酸化カルシウム
を含むフリットを介して前記発光管の穴部に封着されて
おり、且つ該発光管の内部にナトリウム、水銀及び不活
性ガスを封入した高圧ナトリウムランプにおいて、前記
導電体と発光管穴部との封着フリットの発光管外側表面
に高融点酸化物被膜を形成したことを特徴とする高圧ナ
トリウムランプ。 ２、前記高融点酸化物被膜は酸化アルミニウム被膜であ
ることを特徴とする請求項１記載の高圧ナトリウムラン
プ。 ３、透光性アルミナ発光管の端部に形成した穴部に、先
端に電極を有するニオビウム製導電法が挿入され、該導
電体は少なくとも酸化アルミニウム及び酸化カルシウム
を含むフリットを介して前記発光管の穴部に封着されて
おり、且つ該発光管の内部にナトリウム、水銀及び不活
性ガスを封入した高圧ナトリウムランプの製造方法にお
いて、前記導電体と発光管穴部との封着フリットの発光
管外側表面に金属アルコキシド液を塗布し乾燥したのち
、不活性ガス雰囲気中で加熱焼成して、前記封着フリッ
トの外側表面に高融点酸化物被膜を形成することを特徴
とする高圧ナトリウムランプの製造方法。[Claims] 1. A niobium conductor having an electrode at the tip is inserted into a hole formed at the end of a translucent alumina arc tube, and the conductor is a frit containing at least aluminum oxide and calcium oxide. In a high-pressure sodium lamp, the conductor is sealed to the hole of the arc tube through the conductor, and the arc tube is filled with sodium, mercury, and an inert gas. A high-pressure sodium lamp characterized by a high-melting point oxide film formed on the outer surface of the frit arc tube. 2. The high-pressure sodium lamp according to claim 1, wherein the high melting point oxide film is an aluminum oxide film. 3. A niobium conductor having an electrode at the tip is inserted into a hole formed at the end of a translucent alumina arc tube, and the conductor is connected to the arc tube through a frit containing at least aluminum oxide and calcium oxide. In the method for manufacturing a high-pressure sodium lamp, the lamp is sealed in a hole in the arc tube, and sodium, mercury, and an inert gas are sealed inside the arc tube, and the luminescence of the sealing frit between the conductor and the arc tube hole is provided. A high-pressure sodium lamp characterized in that a metal alkoxide liquid is applied to the outer surface of the tube, dried, and then heated and fired in an inert gas atmosphere to form a high melting point oxide film on the outer surface of the sealing frit. Production method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13594889A JPH034438A (en) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | High pressure sodium lamp and manufacture thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13594889A JPH034438A (en) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | High pressure sodium lamp and manufacture thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH034438A true JPH034438A (en) | 1991-01-10 |
Family
ID=15163586
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13594889A Pending JPH034438A (en) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | High pressure sodium lamp and manufacture thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH034438A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5424608A (en) * | 1992-05-18 | 1995-06-13 | Patent-Treuhand-Gesellschaft F. Elektrische Gluehlampen Mbh | High-pressure discharge lamp with ceramic discharge vessel |
| US6366019B1 (en) * | 1999-05-28 | 2002-04-02 | Matsushita Industrial Co., Ltd. | High-pressure sodium lamp |
-
1989
- 1989-05-31 JP JP13594889A patent/JPH034438A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5424608A (en) * | 1992-05-18 | 1995-06-13 | Patent-Treuhand-Gesellschaft F. Elektrische Gluehlampen Mbh | High-pressure discharge lamp with ceramic discharge vessel |
| US6366019B1 (en) * | 1999-05-28 | 2002-04-02 | Matsushita Industrial Co., Ltd. | High-pressure sodium lamp |
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